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時效是消除機械加工零件殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)工藝。時效振動機在70年代起源于美國,后來在德國、英國、法國得到了廣泛的應(yīng)用,我國從80年代初開始引進使用時效振動機工藝。由于時效振動機是一種高效、節(jié)能、環(huán)保及低成本的時效方法,與傳統(tǒng)的熱時效和自然時效相比,時效振動機具有生產(chǎn)周期短,場地簡單靈活方便,生產(chǎn)費用低,無環(huán)境污染等優(yōu)點。由于時效振動機的無比的優(yōu)越性,又適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對能源和環(huán)保的要求,應(yīng)用時效振動機是企業(yè)改進傳統(tǒng)工藝提高市場競爭力的最佳選擇,目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時效和自然時效。
確定要選用哪款時效設(shè)備之后,需要明確工件的重量及剛性特點,從而選擇具有合適轉(zhuǎn)速范圍和激振力范圍的具體型號。選擇的原則是處理小件選擇轉(zhuǎn)速高、激振力小的設(shè)備,工件大或者小件大批量處理選擇轉(zhuǎn)速低、激振力大的設(shè)備。有些供應(yīng)商肆意擴大時效振動機可處理的工件的最大重量,如:即使配備1.5kw以下的電機也號稱能處理一百噸的工件。如果這樣,要么對大件根本振不起來,要么燒電機。
時效振動機最重要的幾個參數(shù)是:“支撐點、振型、激振點、拾振點、加速度、固有頻率、時間。”其中振動加速度、共振頻率、共振時間是決定時效工藝效果的主要參數(shù)。時效振動機的實質(zhì),是在工件的低頻亞共振點,穩(wěn)定地亞共振振動15-30分鐘左右,使共振峰出現(xiàn)變化,內(nèi)部發(fā)生微觀的彈性塑性力學(xué)變化,從而實現(xiàn)時效目的。時效振動機記錄和打印的時效曲線、振前和振后掃頻曲線,直觀科學(xué)準(zhǔn)確地反映了時效振動機的實質(zhì)。這種參數(shù)曲線觀測法,是評定時效振動機工藝效果的快速科學(xué)的方法。除此還可以結(jié)合工藝,用靜態(tài)觀測法,盲孔法,與熱時效對比法來判斷效果。
振動時效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法,是通過振動,使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動應(yīng)力的矢量和達到超過材料屈服強度。時效振動機的特點:1.時效效果好2.靈活性強3.徹底解決了熱時效爐窯的環(huán)境污染問題4.投資少5.節(jié)能顯著6.效率高7.特別時候不宜高溫時效的材料和零件的消除應(yīng)力處理
時效振動機技術(shù),國外稱之為“VibratingStressRelief”簡稱“VSR”,旨在通過專業(yè)的時效振動機,使被處理的工件產(chǎn)生共振,并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位,使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸回復(fù)平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎,從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得以消除和均化,最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂,保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
時效振動機由于時效效果好、對工件的尺寸穩(wěn)定性強、經(jīng)濟實用、投資少、節(jié)能顯著等優(yōu)點,逐漸取代傳統(tǒng)的自然時效和熱時效越來越廣泛的應(yīng)用于實踐中。在工件的鑄造、焊接、鍛造、機械加工等制造過程中,工件內(nèi)部會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在必然會導(dǎo)致工件變形、開裂,嚴重影響了工件的尺寸穩(wěn)定性,降低工件的疲勞壽命。
數(shù)碼時效振動機技術(shù)可以降低工件內(nèi)部殘余應(yīng)力,用在要求提高材料機械性能和加工尺寸精度的場合。可用于黑色金屬材料,也可用于有色金屬材料的構(gòu)件或零部件之中。
數(shù)碼時效振動機主要有激振器、傳感器、控制器三部分組成。激振器激振器主要有調(diào)速電機、偏心塊和偏心箱組成,電機的轉(zhuǎn)速及升降的速度是由控制器來控制的,電機內(nèi)部帶有測速裝置,將電機的實際轉(zhuǎn)速測定后輸給微機,以實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速反饋控制,工作的時效振動機處理。電動機帶動偏心量可調(diào)的偏心塊運轉(zhuǎn),產(chǎn)生一定的周期激振力,激振力通過偏心箱作用在被時效的工件上,以實現(xiàn)對工作的時效振動機處理。所以激振器是時效振動機的執(zhí)行部分,對工件進行時效振動機處理。
振動處理技術(shù)又稱做振動消除應(yīng)力,在我國又稱做時效振動機。它是將一個具有偏心重塊的電機系統(tǒng)(稱做激振器)安放在構(gòu)件上,并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體支承,通過控制器起動電機并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速,使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動處理即可達到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。